氣候變遷的影響日益頻繁和嚴重，也是截至2023年8月記錄以來最熱的一年。雖然近兩年Covid-19、俄羅斯入侵烏克蘭引發的能源與經濟危機，促使全球能源部門的二氧化碳排放量於2022年達到370億噸較疫情前增加1%。儘管近年來各國在潔淨能源技術的投資與部署取得了一些進展，尤其在太陽能及電動車方面，但各國對於2030年減少全球溫室氣體排放量的承諾仍然不足以實現2050年淨零排放的目標。因此，國際能源總署(International Energy Agency, IEA)基於潔淨能源技術發展、全球市場和政策現況，更新2017年發布的淨零路徑圖，以加速實現1.5 °C目標。

一、淨零轉型現況
根據「巴黎協定」，截至2023年7月，全球已有168個國家遞交國家自主貢獻(NDC) ，承諾並制定氣候目標。經過各國不斷地朝淨零排放目標努力下，近90%的國家已重新修訂NDC，預計至2030年的目標排放量可再減少5億噸二氧化碳，先進經濟體的二氧化碳排放量也將再減少20%。
除淨零排放的政策承諾外，自2015年以來，各國亦加速大規模佈署潔淨能源技術。例如，2015年至2022年間太陽能容量成長超過400％(約新增1 TW)；電動車銷量增長近2000％(超過2500萬輛)；住宅熱泵銷量增長225％(約600 GW)；定置型電池儲能容量增加了2500％(約45 GW)。其他新興技術，如碳捕獲利用和儲存、液體生物燃料、電解產氫或氫能煉鋼技術，則在近兩年(2021~2022年)迅速發展。

(一)擴大供應鏈需求
伴隨潔淨能源技術的需求擴大，五大關鍵技術(太陽能、風力發電、電池、電解槽和熱泵)自2010年以來已成長近3倍，2022年電池年成長率達72%、太陽能年成長率達39%、電解槽年成長率達26%、熱泵年成長率達13%。然而，Covid-19和俄羅斯入侵烏克蘭導致供應鏈中斷的危機，促使各國意識到供應鏈集中所帶來的風險，紛紛推出策略以建立更多元化和有彈性的潔淨技術供應鏈，從而增強安全保障。例如，美國通過IRA提供的獎勵，大幅度推動了電池生產設施的項目發展；印度推出供應鏈激勵（PLI）計畫，包括提供第二階段的高效太陽能模組近24億美元的資金，及25億美元於先進化學電池儲能計畫；歐盟則宣布「淨零產業法」（NZIA）以加強歐盟潔淨技術製造；日本則透過GX綠色轉型計畫，提供18億美元補助電池製造；韓國提供50億美元推動國內電池製造。
此外，潔淨能源技術及所需的基礎設施皆耗費大量的礦產資源，如鋰、鈷、鎳和銅，用於製造風力渦輪機、電動車電池等設施。為了確保可持續的供應，各國在過去十年中已大幅增加礦產的開採和加工能力；太陽能、風力發電、熱泵和電池等技術的總成本降低近80%；電池的能量密度增加了一倍，使電動車延長行駛里程，並減少每度電的鋰用量約30%；太陽能效率從2010年的14%提高到2022年的21%，減少60%多晶矽的用量及80%的銀。

(二)創新潔淨能源技術
儘管疫情和經濟危機，公私部門仍持續增加能源研發方面的投資。2022年，各國政府投資近440億美元於能源研發，其中超過80%專門用於潔淨能源，全球上市公司也投資超過1,300億美元，全球低排放能源技術相關的全球專利數量也一直穩步成長，尤其在電動車、電池、氫能、再生能源和能源效率領域顯著成長，反應全球對永續能源發展的重視和承諾。

以下簡述潔淨能源技術的創新案例：
1. 發電應用：安全、高效的商業規模小型模組化核反應爐、浮動式離岸風力發電，及高效(效率近30%)的鈣鈦礦太陽能電池。
2. 低排放氫供應：固態氧化物電解槽的商業規模示範。
3. 道路運輸：擴大鈉離子電池應用於電動車的規模。
4. 重工業：擴大水泥生產中的碳捕獲規模(年捕獲100萬噸二氧化碳)；實現工業規模的100%電解氫直接還原鐵生產；實現小規模無碳鋁應用於消費產品。
5. 關鍵礦物：商業規模化生物溶出(bioleaching)技術，以回收電子廢棄物的金屬；商業化示範從地熱鹽水中直接提取鋰的技術。
6. 直接空氣捕獲：擴大直接空氣捕獲和封存的示範項目，並預計至2030年從年捕獲4千噸二氧化碳擴大至36千噸。
7. 空運：預計2030年前營運可載運30名乘客的區域性電動飛機的商業航班；示範垂直起降電動飛機原型；開發氫能動力飛機，並預計2030年後正式運營。
8. 航運：化工廠開始將生物氣體轉換為低排放生物液化天然氣，以替代傳統重質燃油；預計到2025年實現船用兩衝程氨引擎的商業化；2023年首次交付大型甲醇動力貨櫃船；挪威和美國開始運營小型氫燃料電池渡輪。

二、實現淨零排放新路徑
IEA評估自2021年以來各國在實現2050年淨零目標的部署與進展，重新預估2030年及2050年的淨零情境，在2023年版的淨零路徑圖中，針對各項技術及終端應用產業提出新的里程碑：

(一)能源供應
1. 低碳電力：到2030年，太陽能和風能帶動再生能源容量將成長兩倍，使低碳電力在發電結構占比從39％增加到71％，並在2050年達到100％。

2. 未減排的化石燃料：到2030年，來自未被減排的化石燃料的電力輸出將減少40％，直至2050年逐漸淘汰，或進行碳捕獲利用儲存（Carbon Capture Utilisation and Storage, CCUS）改造。

(二)終端應用
1. 道路運輸：透過增加電氣化和生物燃料替代，在2030年前實現道路運輸的碳中和。至2050年，電力將占道路運輸能源消耗的四分之三。

2. 航運和空運：生物能源、氫能和氫基燃料的使用將從目前不足1％增長到2030年的近15％，並在2050年達到80％。

3. 鋼鐵和鋁：目前氫能、CCUS和直接電氣化在鋼鐵和鋁業的進展有限，預估未來主要關鍵策略在於增加廢鋼回收和大規模部署創新技術。

4. 水泥：目前的關鍵策略在於提高原料和能源效率，以及採用低碳燃料。實現深度減排需要大規模部署創新技術，如替代原料和CCUS製成的水泥。

5. 初級化學品：增加塑料回收和提高化學肥料使用效率，以有效抑制對初級化學品的需求和相應的生產能耗，預估未來氫能、CCUS和直接電氣化將是實現初級化學品減排的關鍵技術。

6. 室內供暖：透過零碳建築能源規範和高能效設備，以促使建築物的室內供暖能耗到2050年減少近70％。

7. 室內製冷：優化建築設計、行為改變和更高能效設備，以抑制室內製冷能耗增長。

(三)創新潔淨能源技術
1. 節能和行為改變：提高能源效率、行為改變和燃料轉換是在2030年降低能源強度(energy intensity)一倍以上的關鍵。

2. 氫：需以更積極的政策行動來因應來自重工業、運輸業和氫基燃料對低碳氫的需求，並刺激對製造項目的投資。

3. 碳捕獲、利用和封存：需縮短碳捕獲、利用和封存相關項目的前期規劃時間，以確保實現2030年的NZE (Net Zero Emissions)情境。

4. 生物能源：先進生物燃料可直接替代化石燃料，且先進生物能源轉換技術成熟，因此預估2050年生物能源的需求量倍增。

三、加速實現2050淨零情境的關鍵策略
要在2050年實現淨零排放的目標，2030年是達成目標與否的關鍵。在2030年前要達到深度減碳，除須提高再生能源裝置容量以因應電氣化的需求，以及改善設備能源效率外，還需大幅降低二氧化碳和其他溫室氣體的排放量(特別是甲烷)(圖一)。因此，IEA建議要實現2050年淨零排放目標需強化以下關鍵策略：

(一)2030年前深度減碳策略
1. 再生能源裝置容量成長三倍：至2030年再生能源的發電占比須由2022年的30%提高至60%，其中太陽能和風力發電占比將由12%增加至40%。為實現此目標，各國須採取更強力的政策措施以加強再生能源部署，包含強化風力發電製造能力；對於成熟市場需簡化核可及土地徵收程序；對於新興市場需提高融資激勵以降低投資成本。同時，再生能源迅速擴張下，各國也需提高電力系統的靈活性，如短期調度可利用電池等儲能技術；長期調度可運用低碳發電廠(如核能、水力發電、電解槽、儲氫)。此外，輸配電網也需進行現代化更新及擴建，以需求響應管理或是區域間調度的模式，達到穩定電力的目的。

2.能源強度改善率成長兩倍：至2030年能源強度年均改善率將達4.1%，為2022年的兩倍。為實現此目標，需透過電氣化、再生能源、潔淨烹飪燃料的普及，促進高效燃料的使用，並提高設備的能源效率標準及行為改變的影響，以降低能源需求的成長。

3. 加速電氣化：至2030年約有1/5的溫室氣體減排量來自電氣化的轉變。為實現此目標，各國需再加速交通運輸、建築、工業等領域的電氣化普及速度。例如，交通運輸領域需再加速重型車輛(如卡車和公車)電氣化，將電動公車的銷售占比由2022年的4%提升至2030年的50%，電動卡車的銷售占比由2022年的1%提升至2030年的33%；建築領域電氣化的比例將從2022年的35%增加至2030年的50%，主要為財政激勵熱泵的普及，但仍可拓展服務市場(如熱能服務)、提升建築能效/潔淨熱能標準，或是調整稅收結構來加速普及速率；工業領域至2030年的電力需求將成長38%，成本為主要的電氣化發展障礙，有賴各種形式的政策措施(如補助或融資)促進初期電氣化技術的發展。

4. 實施減少甲烷排放措施：至2030年需減少超過75%的甲烷排放。為實現此目標，需加速實施減排措施及發展相關技術，如禁止燃燒非緊急火把、持續洩漏檢測和修復計畫等措施。

(二)2030年後減碳關鍵技術的前期規劃策略
1.增進碳捕獲與封存能力：至2030年需捕獲每年10億噸二氧化碳，目前投資項目僅達目標的40%。為實現此目標，新興市場和開發中國家需從2023年至2026年開始規劃碳捕獲和儲存能力，並進一步制定法律、監管框架及提供激勵措施，以加速CCUS發展。

2.促進低碳氫生產：氫氣需求至2022年已達9500萬噸，仍在持續攀升。新應用(如電力生產及儲能、低碳氫燃料、鋼鐵生產)目前尚在初期發展階段，但未來將占2030年低碳氫需求的3/4以上。為實現此目標，各國須加速低碳氫的製造能力、生產能力、基礎設施和終端應用等發展，新興市場及發展中國家則需擴大對低碳氫的投資。

3.擴大先進生物原料產能：在總能源供應占比將由2022年6%增加至2030年13%，其中先進生物原料(非糧食原料)供應達40%。新興市場及發展中國家在運輸、住宅、工業和電力領域的生物能源需求將迅速成長，尤其運輸領域的液態生物能源需求至2030年將超過10%。為實現此目標，需要更多元的先進生物原料供應管道，以及強化法規、財政激勵和技術標準的支持。

4.擴張及開發潔淨能源基礎設施：隨著可變的再生能源在電力結構中的占比快速成長、潔淨氫能的需求增加，以及CCUS的部署，相關基礎建設如新建輸配電線路、電網數位化及智慧化、氫氣運輸管道及載具、碳儲存場址及輸送管道，成為潔淨能源技術擴張的關鍵。此外，各國須縮短大型潔淨能源基礎設施的規劃和核可程序(通常需要三到八年)，包含對於電力線路和管道需要多個監管機構核可、跨區協調土地和其他利害關係人的參與及溝通。